El policarbonato es un polímero sintético en términos químicos, se puede considerar un poliéster complejo de ácido carbónico y fenoles. Como saben, las sales de ácido carbónico se llaman carbonatos, de ahí el nombre del polímero popular hoy en día, formado por dos partes: poli (que significa mucho) y carbonato.
Un poco de química
La macromolécula de policarbonato tiene una estructura lineal. En general, su fórmula se puede escribir de la siguiente manera:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Dependiendo del tipo de sustituyente R, todos los policarbonatos se pueden dividir en aromáticos, graso-aromáticos y alifáticos. El más utilizado de ellos hoy en día es el primer grupo. Los nombres comerciales de policarbonatos aromáticos pueden ser diferentes, pero están unidos por valores similares de parámetros físicos y mecánicos, como alta transmisión de luz, baja gravedad específica, punto de fusión relativamente alto. Los policarbonatos con estas propiedades contienen muchos anillos de benceno (sustituyentes aromáticos).
Ventajas de los policarbonatos
- Fuerza. Una de las propiedades más famosas y una ventaja significativa del policarbonato es su alta resistencia a los golpes mecánicos.
- Transparencia. Debido a su alta transmisión de luz, los policarbonatos han reemplazado con éxito al vidrio de silicato en muchas áreas de la vida y la producción, ya que también tienen un peso relativamente bajo.
- Resistencia térmica. Los valores de las temperaturas de fusión (reblandecimiento) de los policarbonatos difieren un poco entre sí según las características estructurales de la macromolécula, pero, por regla general, supera los 200 °C.
- Termoplasticidad. El policarbonato es un tipo de polímero que se puede volver a fundir muchas veces. Al mismo tiempo, después del endurecimiento, recuperará sus propiedades.
- Sostenibilidad. Debido a la propiedad anterior, los productos de policarbonato se pueden reciclar.
- Seguridad contra incendios. La temperatura de ignición excede significativamente el punto de fusión del policarbonato, es de aproximadamente 570 ° C.
- Resistencia química. Gracias a esta propiedad, el material se utiliza con éxito en diversos entornos agresivos.
Defectos
Vale la pena señalar que el policarbonato tiene todas las ventajas anteriores solo si sus macromoléculas constituyentes tienen un peso molecular de más de 25 000. De lo contrario,muy frágil y tiene un punto de fusión mucho más bajo. El policarbonato, fabricado en violación de la tecnología, puede contener una cantidad bastante alta de moléculas con un peso molecular reducido, lo que afecta negativamente sus características de resistencia y rendimiento.
Otra desventaja importante de los policarbonatos es su baja resistencia a la radiación ultravioleta. Sin embargo, hoy en día existen tecnologías que pueden proteger al polímero de la exposición directa a los rayos UV. Esto generalmente se hace con películas protectoras que se fusionan con el policarbonato durante la fase de fabricación del producto. Otro factor limitante en el uso del policarbonato es su alta expansión térmica.
Propiedades físicas y mecánicas
- Índice de refracción - 1.5850.
- Densidad (a 25 °C) - 1,20 g/cm3.
- Temperatura de transición vítrea - 150 °C.
- Temperatura de ablandamiento 220-230 °C.
- Temperatura de descomposición >320 °C.
- Resistencia a las heladas, °C < -100
- Resistencia a la tracción - 65-70 MPa.
- Resistencia a la flexión - 95 MPa.
- Capacidad calorífica específica - 1090-1255J/(g K).
- La conductividad térmica es 0,20 W/(m·K).
- Coeficiente de expansión térmica lineal -1(5-6) 10-5 °C.
- Dureza Brinell - (784-980) 105 Pa.
Policarbonato celular y monolítico
El policarbonato celular es un panel de varias capas de plástico, entre las cuales hay nervaduras longitudinalesrigidez. En el contexto de tal hoja, se parece vagamente a un panal, por lo que obtuvo su nombre. Dichas láminas se pueden doblar fácilmente en estado frío, alcanzando el radio de curvatura más pequeño posible. El policarbonato celular se usa con mayor frecuencia para la construcción de tabiques decorativos y la construcción de techos transparentes.
El policarbonato monolítico tiene mayor resistencia al impacto y transparencia. Una ventaja significativa es la alta resistencia al calor del policarbonato monolítico, el punto de fusión es bastante alto, lo que permite usarlo sin temor a temperaturas que alcanzan los 120 ° C. Otra propiedad importante es la resistencia a las heladas, lo que permite el uso de productos de este tipo de plástico a temperaturas de hasta menos 50 ° C.
Con policarbonato
Construcción. Debido a su alta transparencia y ligereza, el policarbonato ayuda a los arquitectos a realizar sus proyectos más atrevidos. Al mismo tiempo, el peso de la estructura, en relación con el vidrio utilizado tradicionalmente, puede reducir significativamente la carga sobre los cimientos y, por lo tanto, ahorrar materiales. Además, el policarbonato también tiene propiedades de aislamiento térmico, si hablamos de su variedad celular. Se utiliza para realizar estructuras translúcidas para piscinas y estadios, estacionamientos y supermercados, transiciones entre edificios y jardines de invierno. Este material también es popular entre los jardineros. Cada vez más, el policarbonato se utiliza para invernaderos. Su punto de fusión es significativamente más alto que el atmosférico incluso en el verano más caluroso y, por lo tanto, significativoel calor solar no puede dañar este polímero
- Electrónica. Los estuches y revestimientos protectores para computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, reproductores, computadoras domésticas y mucho más están hechos de policarbonato. Gracias a este polímero, la tecnología de las pantallas táctiles pudo llegar a las masas. Se utiliza para producir pasaportes biométricos.
- Publicidad. El policarbonato se utiliza para crear estructuras ligeras, letreros, marcadores, letras tridimensionales y mucho más. Todo esto puede tener formas extraordinarias muy intrincadas. Asimismo, sus láminas de plástico monolítico se utilizan para realizar protección antivandálica de estructuras publicitarias.
- Discos ópticos. Desde la década de 1980, el policarbonato se ha utilizado para crear el respaldo de los CD. Hoy en día también se usa para hacer DVD de alta capacidad.
- Industria automotriz y aeronáutica. Para la construcción de aeronaves, tradicionalmente se utilizan materiales de última generación, que tienen una alta resistencia y ligereza, que también es característica del policarbonato. Se utiliza para hacer las cúpulas de las cabinas de los cazas y vidrios para los cascos de los astronautas y pilotos. Para los automóviles, el policarbonato se usa no solo para el vidrio, sino también para los faros y los techos corredizos.
- Medicina. Un campo de aplicación muy importante del policarbonato se ha convertido en la fabricación de instrumentos médicos. Esto fue posible debido a las ventajas del material, como la no toxicidad y la alta biocompatibilidad, así como la f alta de una respuesta inmune del cuerpo a este plástico. Y gracias a su resistencia y transparencia, compitió con el vidrio y las aleaciones metálicas. productos y equipos,fabricados con este material se utilizan para controlar los tejidos y fluidos del cuerpo humano. Además, las altas temperaturas de fusión de los policarbonatos les permiten someterse a los métodos de esterilización más modernos: calor, radiación, rayos UV.
- Óptica. En la década de 2000, comenzaron a fabricarse lentes de policarbonato para gafas protectoras industriales, que protegían los ojos durante diversos trabajos. Dichos productos son docenas de veces más fuertes que otras lentes de plástico; en caso de golpe, no se fragmentan, son aún más difíciles de rayar. Gradualmente, el policarbonato también se utilizó para lentes de anteojos cotidianos. Debido a sus cualidades de seguridad, estos lentes se utilizan muy a menudo para gafas para niños, gafas para cascos de motocicletas.
- Otras áreas. Hoy en día, el policarbonato se ha establecido tan firmemente en nuestras vidas que los residentes no solo de megaciudades, sino también de pueblos remotos, encuentran productos a diario, de los cuales este plástico forma parte. Con él se fabrican bolígrafos, linternas, ratones de ordenador, planchas y teteras, corchos para botellas de vino, piezas de muebles, recipientes para beber líquidos e incluso películas de embalaje.
